Linux内核--网络协议栈深入分析(四)--套接字内核初始化和创建过程3

3、套接字的创建

套接字分BSD socket的传输层的socket(struct sock结构，与具体的传输层协议有关)。

3.1、BSD socket的创建

应用程序使用函数socket会产生系统调用，调用sys_socket函数来创建BSD socket：

1. SYSCALL_DEFINE3(socket, int, family, int, type, int, protocol)  
2. {  
3.     int retval;  
4.     struct socket *sock;  
5.     int flags;  
6.   
7.     /* Check the SOCK_* constants for consistency.  */  
8.     BUILD_BUG_ON(SOCK_CLOEXEC != O_CLOEXEC);  
9.     BUILD_BUG_ON((SOCK_MAX | SOCK_TYPE_MASK) != SOCK_TYPE_MASK);  
10.     BUILD_BUG_ON(SOCK_CLOEXEC & SOCK_TYPE_MASK);  
11.     BUILD_BUG_ON(SOCK_NONBLOCK & SOCK_TYPE_MASK);  
12.   
13.     flags = type & ~SOCK_TYPE_MASK;  
14.     if (flags & ~(SOCK_CLOEXEC | SOCK_NONBLOCK))  
15.         return -EINVAL;  
16.     type &= SOCK_TYPE_MASK;  
17.   
18.     if (SOCK_NONBLOCK != O_NONBLOCK && (flags & SOCK_NONBLOCK))  
19.         flags = (flags & ~SOCK_NONBLOCK) | O_NONBLOCK;  
20.   
21.     retval = sock_create(family, type, protocol, &sock);//调用sock_create创建套接字，参数分别是协议族号、套接字类型，使用的传输层协议、执行要创建的套接字的指针的地址。   
22.     if (retval < 0)  
23.         goto out;  
24.   
25.     retval = sock_map_fd(sock, flags & (O_CLOEXEC | O_NONBLOCK));  
26.     if (retval < 0)  
27.         goto out_release;  
28.   
29. out:  
30.     /* It may be already another descriptor 8) Not kernel problem. */  
31.     return retval;  
32.   
33. out_release:  
34.     sock_release(sock);  
35.     return retval;  
36. }  

函数sock_create会调用__sock_create函数进行套接字的创建：

1. int __sock_create(struct net *net, int family, int type, int protocol,  
2.              struct socket **res, int kern)  
3. {  
4.     int err;  
5.     struct socket *sock;  
6.     const struct net_proto_family *pf;  
7.   
8.     /* 
9.      *      合法性检查 
10.      */  
11.     if (family < 0 || family >= NPROTO)  
12.         return -EAFNOSUPPORT;  
13.     if (type < 0 || type >= SOCK_MAX)  
14.         return -EINVAL;  
15.   
16.     /* Compatibility. 
17.  
18.        This uglymoron is moved from INET layer to here to avoid 
19.        deadlock in module load. 
20.      */  
21.     if (family == PF_INET && type == SOCK_PACKET) {  
22.         static int warned;  
23.         if (!warned) {  
24.             warned = 1;  
25.             printk(KERN_INFO "%s uses obsolete (PF_INET,SOCK_PACKET)\n",  
26.                    current->comm);  
27.         }  
28.         family = PF_PACKET;  
29.     }  
30.   
31.     err = security_socket_create(family, type, protocol, kern);  
32.     if (err)  
33.         return err;  
34.   
35.     /* 
36.      *  Allocate the socket and allow the family to set things up. if 
37.      *  the protocol is 0, the family is instructed to select an appropriate 
38.      *  default. 
39.      */  
40.     sock = sock_alloc();//分配inode结构并获得对应的socket结构   
41.     if (!sock) {  
42.         if (net_ratelimit())  
43.             printk(KERN_WARNING "socket: no more sockets\n");  
44.         return -ENFILE; /* Not exactly a match, but its the 
45.                    closest posix thing */  
46.     }  
47.   
48.     sock->type = type;  
49.   
50.     rcu_read_lock();  
51.     pf = rcu_dereference(net_families[family]);  
52.     err = -EAFNOSUPPORT;  
53.     if (!pf)  
54.         goto out_release;  
55.   
56.     /* 
57.      * We will call the ->create function, that possibly is in a loadable 
58.      * module, so we have to bump that loadable module refcnt first. 
59.      */  
60.     if (!try_module_get(pf->owner))//模块检测   
61.         goto out_release;  
62.   
63.     /* Now protected by module ref count */  
64.     rcu_read_unlock();  
65.   
66.     //这里调用inet_create函数对INET协议族进行创建   
67.     err = pf->create(net, sock, protocol, kern);  
68.     if (err < 0)  
69.         goto out_module_put;  
70.   
71.     /* 
72.      * Now to bump the refcnt of the [loadable] module that owns this 
73.      * socket at sock_release time we decrement its refcnt. 
74.      */  
75.     if (!try_module_get(sock->ops->owner))  
76.         goto out_module_busy;  
77.   
78.     /* 
79.      * Now that we're done with the ->create function, the [loadable] 
80.      * module can have its refcnt decremented 
81.      */  
82.     module_put(pf->owner);  
83.     err = security_socket_post_create(sock, family, type, protocol, kern);  
84.     if (err)  
85.         goto out_sock_release;  
86.     *res = sock;  
87.   
88.     return 0;  
89.   
90. out_module_busy:  
91.     err = -EAFNOSUPPORT;  
92. out_module_put:  
93.     sock->ops = NULL;  
94.     module_put(pf->owner);  
95. out_sock_release:  
96.     sock_release(sock);  
97.     return err;  
98.   
99. out_release:  
100.     rcu_read_unlock();  
101.     goto out_sock_release;  
102. }  

其中的参数protocol的取值如下：

1. /* Standard well-defined IP protocols.  */  
2. enum {  
3.   IPPROTO_IP = 0,       /* Dummy protocol for TCP       */  
4.   IPPROTO_ICMP = 1,     /* Internet Control Message Protocol    */  
5.   IPPROTO_IGMP = 2,     /* Internet Group Management Protocol   */  
6.   IPPROTO_IPIP = 4,     /* IPIP tunnels (older KA9Q tunnels use 94) */  
7.   IPPROTO_TCP = 6,      /* Transmission Control Protocol    */  
8.   IPPROTO_EGP = 8,      /* Exterior Gateway Protocol        */  
9.   IPPROTO_PUP = 12,     /* PUP protocol             */  
10.   IPPROTO_UDP = 17,     /* User Datagram Protocol       */  
11.   IPPROTO_IDP = 22,     /* XNS IDP protocol         */  
12.   IPPROTO_DCCP = 33,        /* Datagram Congestion Control Protocol */  
13.   IPPROTO_RSVP = 46,        /* RSVP protocol            */  
14.   IPPROTO_GRE = 47,     /* Cisco GRE tunnels (rfc 1701,1702)    */  
15.   
16.   IPPROTO_IPV6   = 41,      /* IPv6-in-IPv4 tunnelling      */  
17.   
18.   IPPROTO_ESP = 50,            /* Encapsulation Security Payload protocol */  
19.   IPPROTO_AH = 51,             /* Authentication Header protocol       */  
20.   IPPROTO_BEETPH = 94,         /* IP option pseudo header for BEET */  
21.   IPPROTO_PIM    = 103,     /* Protocol Independent Multicast   */  
22.   
23.   IPPROTO_COMP   = 108,                /* Compression Header protocol */  
24.   IPPROTO_SCTP   = 132,     /* Stream Control Transport Protocol    */  
25.   IPPROTO_UDPLITE = 136,    /* UDP-Lite (RFC 3828)          */  
26.   
27.   IPPROTO_RAW    = 255,     /* Raw IP packets           */  
28.   IPPROTO_MAX  
29. };